Устройство для регистрации грозовых разрядов Советский патент 1979 года по МПК G01W1/16 

ЛИ амплитуды сигналов в его трех параллельных каналах одновременно превысят установленные пороговые уровни и длительность анализируемого сигнала окажется в заданном диапазоне. Такое конструктивное решение повышает помехоустойчивость и улучшает селекцию наземных разрядов устройства, так как решение о регистрации молний типа «облакоземля принимается на основе результатов частотного анализа поступаюпхих сигналов в трех параллельных цепях и одновременного анализа этих же сигналов, осуществляемого в четвертом канале. Если подвергаемый анализу атмосферик на выходе всех четырех каналов вызывает появление сигналов, то происходит их регистрация. В этом случае считается, что атмосферик вызван молнией типа «облако-земля. На чертеже представлена структурная схема устройства для регистрации грозовых разрядов. Предлагаемое устройство содержит антенну 1, согласующее устройство 2, четыре параллельных канала 3-6, схему совпадения 7 и регистрирующее устройство 8. Каналы 3-5 состоят из фильтров, полосы пропускания которых выбраны различными, но лежащими в спектре частот, характерных для наземных разрядов, и одновибраторов, которые одновременно выполняют роль порогового устройства и расширителя импульсов. В канал 3 входят фильтр 9 и одновибратор 10, в канал 4 - фильтр 11 и одновибратор 12, в канал 5 - фильтр 13 и одновибратор 14. Канал 6 включает последовательно соединенные пороговое устройство 15, селектор 16 импульсов заданного диапазона длительностей и формирующее устройство 17. При разрядах молнии типа «облако-земля в окружающем пространстве появляются импульсы атмосфериков, которые представляют собой электромагнитные колебания в широком диапазоне частот. Эти электромагнитные импульсы воспринимаются атенной 1 и поступают на вход согласующего устройства 2, которое предназначено для согласования высокого сопротивления антенны 1 с относительно небольши.ми входными сопротивлениями каналов 3-6. Каждый из трех параллельных каналов 3-5 работает в нужном диапазоне частот. Канал 3 с помощью фильтра 9 чувствителен к электромагнитным колебаниям низкой частоты or 200 до 2000 Гц, которые поступают на вход фильтра 9 из устройства 2. Далее сигналы, если это необходимо, детектируются, усиливаются и поступают на вход одновибратора 10, выполняющего функцин порогового устройства и расширителя импульсов. Если амплитуда сигнала на входе одновибратора 10 превыщает его порог срабатывания, последний переходит во временно устойчивое состояние и на его выходе появляется сигнал, который воздействует на первый вход схемы совпадения 7. Длительность импульса, вырабатываемого одновибратором 10, зависит от условий, предъявляемых к устройству для регистрации грозовых разрядов. Если необходимо, чтобы каждая компонента молнии была зарегистрирована отдельно, длительность этого импульса может быть принята равной 3 мс. Если ставится условие о регистрации только вспыщек молнии, то длительность импульса доводят до 1 с. Канал 4 по своей структуре аналогичен каналу 3, но его фильтр 11 пропускает более высокие частоты (от 5 до 10 кГц). С выхода канала 4 сигнал поступает на второй вход схемы совпадения 7. Фильтр 13. канала 5 имеет резонансную частоту, например на 465 кГц, которая используется в качестве промежуточной частоты в разновещательных приемниках. В остальном построение канала 5 аналогично построению каналов 3 и 4. С выхода канала 5 сигнал поступает на третий вход схемы совпадения 7. Кроме того, импульсы атмосфериков с выхода согласующего устройства 2 поступают на вход порогового устройства 15, в качестве которого может быть использован триггер Шмитта. Следовательно, на выходе устройства 15 наблюдаются импульсы стандартной амплитуды, длительность которьгх зависит от времени, в течение которого амплитуда импульсов атмосфериков превышает установленный порог срабатывания. И.мпульсы с выхода устройства 15 подаются на вход селектора 16. На выходе селектора 16 возможно появление сигнала при условии, если длительность входного импульса находится в заданном диапазоне. Длина канала молнии типа «облако-земля изменяется от 2 до 14 км, а скорость распространения главного разряда от 2-10 до 1,4--10 м/с. Cлeдoвaтev ьнo длительность импульсов атмосфериков, соответствуюших молниям типа «облако-земля, находятся в диапазоне 14-700 мкс. Импульсы с выхода селектора 16 поступают на вход фор.мирующего устройства 17, в качестве которого может быть использован одновибратор. С выхода канала 6 сигнал поступает на четвертый вход схемы совпадения 7. В том случае, если происходит грозовой разряд из облака на землю, на выходах каналов 3-6 одновременно появляются импульсы, что приводит к появлению сигнала на выходе схемы совпадения 7, который зате.м поступает на вход устройства 8 и регистрируется. Наличие четырех параллельных каналов, в трех из которых сигналы грозовых разрядов обрабатываются частотным методом, а

в четвертом - временным, и работа этих четырех каналов на одну схему совпадения приводит к дальнейшему улучшению селекции наземных разрядов и повышению помехоустойчивости устройства за счет использования дополнительной информации о разряде молнии, а именно об его продолжительности.

Особенно ощутимыми преимуществами изобретение обладает при регистрации близких грозовых разрядов и относительно мощных помех не грозового происхождения.

Формула изобретения

Устройство для регистрации грозовых разрядов по авт. св. № 546834, отличающееся тем, что, с целью повышения помехоустойчивости и улучшения селекции наземных разрядов, оно снабжено последовательно соединенными пороговым устройством,селектором импульсов по длительности и формирующим устройством, причем вход порогового устройства соединен с выходом согласующего устройства, а выход формирующего устройства - с одним из входов схемы совпадения.